CN108456005A - 石墨抗氧化涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种石墨抗氧化涂层及其制备方法，所述抗氧化涂层可以采用多种组分，包括单层/双层氧化铝质、氧化铝+硅质、镁铝尖晶石质等，其中单层氧化铝质抗氧化涂层由级配氧化铝粉、粘结剂和溶剂混匀涂布于石墨基体表面然后烧结制成，所述级配氧化铝粉的粒度级配如下，以重量份数计：60μm‑80μm 400份‑500份；40μm‑50μm 50份‑150份；20μm‑40μm 400份‑500份；20nm‑40nm 10份‑50份。本发明所制备的抗氧化涂层均表现出较高的抗冲击强度，且抗氧化性能优异，能够在氧气气氛中使用。
Description
技术领域
本发明属于石墨抗氧化涂层技术领域，具体涉及一种石墨抗氧化涂层及其制备方法。
背景技术
在冶金工业中，石墨坩埚、石墨套管、石墨模具等为高温生产过程中的常用器件。但石墨材料从400℃左右就开始氧化，超过750℃后氧化急剧增加，且随着温度的升高，氧化亦不断加剧。这种高温条件下的氧化腐蚀会导致石墨材料表面结构疏松，甚至产生脱落现象，影响石墨器件的正常使用，且加热效率降低，因此通常需要对石墨材料的表面涂布抗氧化涂层，以加强其抗氧化性能。
现有的石墨抗氧化涂层有玻璃涂层、金属涂层和陶瓷涂层三种。玻璃的熔融粘度低，流动性好，并且与石墨具有良好的润湿性，可以很好的润湿石墨材料。因此，在石墨材料表面涂布一层玻璃涂层可以有效填充材料中的裂纹、孔隙等缺陷，切断氧气向材料内部渗入的孔道。但是玻璃涂层在高温下易挥发，抗氧化过程中自身的消耗过大，因此，只能在较低温度下发挥抗氧化防护作用；金属涂层主要是采用一些高熔点的金属制备抗氧化涂层，使材料获得一定的抗氧化性，成本高昂，不适宜大规模的产业应用；而陶瓷涂层目前主要是涂覆SiC，但是SiC涂层不能在氧气气氛中使用，限制了石墨器件的使用范围。
发明内容
本发明针对目前的石墨抗氧化涂层存在的不足，提供一种石墨抗氧化涂层及其制备方法，所制备的抗氧化涂层均表现出较高的抗冲击强度，且抗氧化性能优异，能够在氧气气氛中使用。
本发明采用如下技术方案：
一种石墨抗氧化涂层，所述抗氧化涂层为单层氧化铝质，所述单层氧化铝质抗氧化涂层由级配氧化铝粉、粘结剂和溶剂混匀涂布于石墨基体表面然后烧结制成，所述级配氧化铝粉的粒度级配如下，以重量份数计：60μm -80μm 400份-500份；40μm -50μm 50份-150份；20μm -40μm 400份-500份；20nm -40nm 10份-50份。
一种石墨抗氧化涂层，所述抗氧化涂层为单层氧化铝+硅质，且氧化铝组分和硅组分均呈均匀分布的状态，所述单层氧化铝+硅质抗氧化涂层由级配氧化铝粉、硅粉、粘结剂和溶剂混匀涂布于石墨基体表面然后烧结制成，所述级配氧化铝粉的粒度级配如下，以重量份数计： 60μm -80μm 400份-500份；40μm -50μm 50份-150份； 20μm -40μm 400份-500份；20nm -40nm 10份-50份。
一种石墨抗氧化涂层，所述抗氧化涂层为双层，抗氧化涂层的内层为氧化铝+硅质，且氧化铝组分和硅组分均呈均匀分布的状态，抗氧化涂层的外层为氧化铝质，其中内层氧化铝+硅质抗氧化涂层由级配氧化铝粉、硅粉、粘结剂和溶剂混匀涂布于石墨基体表面然后烧结制成；外层氧化铝质抗氧化涂层由级配氧化铝粉、粘结剂和溶剂混匀涂布于内层表面然后烧结制成，所述级配氧化铝粉的粒度级配如下，以重量份数计：60μm -80μm 400份-500份；40μm -50μm 50份-150份； 20μm -40μm 400份-500份；20nm -40nm 10份-50份。
上述的石墨抗氧化涂层，以重量比计，同一涂层中硅粉的用量与级配氧化铝粉的用量比为1:9。
一种石墨抗氧化涂层，所述抗氧化涂层为单层氧化铝+氮化铝+氮化硅质，且氧化铝组分、氮化铝组分和氮化硅组分均呈均匀分布的状态，所述抗氧化涂层由级配氧化铝粉、铝粉、硅粉、粘结剂和溶剂混匀涂布于石墨基体表面然后于氮气气氛中烧结制成，所述级配氧化铝粉的粒度级配如下，以重量份数计： 60μm -80μm 400份-500份；40μm -50μm 50份-150份； 20μm -40μm 400份-500份；20nm -40nm 10份-50份。
上述的石墨抗氧化涂层，以重量比计，所述铝粉的用量、硅粉的用量与级配氧化铝粉的用量比为1:4:45。
一种石墨抗氧化涂层，所述抗氧化涂层为单层镁铝尖晶石质，所述单层镁铝尖晶石质抗氧化涂层由级配镁铝尖晶石粉、粘结剂和溶剂混匀涂布于石墨基体表面然后烧结制成，或所述单层镁铝尖晶石质抗氧化涂层由级配镁铝尖晶石粉、粘结剂、溶剂、铝粉和镁粉混匀涂布于石墨基体表面然后烧结制成；所述级配镁铝尖晶石粉的粒度级配如下，以重量份数计： 60μm -80μm 400份-500份；40μm -50μm 50份-150份； 20μm -40μm 400份-500份；20nm -40nm 10份-50份。
上述的石墨抗氧化涂层，以重量比计，所述铝粉的用量、镁粉的用量与级配镁铝尖晶石粉的用量比为1:4:45。
上述的石墨抗氧化涂层，所述粘结剂为聚丙烯酰胺或磷酸二氢铝。
上述的石墨抗氧化涂层，所述烧结为以下两种方式中的任意一种：（1）于马弗炉内1450~1800℃烧结1.5~2.5小时；（2）1400~1500℃微波烧结1.5~2.5小时 。
本发明的有益效果如下：
首先，相对于SiC涂层，本发明的氧化铝质或镁铝尖晶石质涂层可以在氧气气氛中使用，拓展了石墨器件的使用范围，满足了工业生产的实际需要。
其次，基于玻璃涂层填充石墨基体中的裂纹、孔隙等缺陷，切断氧气向材料内部渗入的孔道从而发挥抗氧化效果的机理，本发明采用级配氧化铝粉或级配镁铝尖晶石粉作为涂层原料，合理的级配极大地改善了涂层的致密性，而涂层致密性的提高可以阻碍氧气渗入到石墨基体内部，从而发挥抗氧化作用，而合理级配提高致密性的原理在于：粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，而中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，这种颗粒级配填充的方式可以达到最致密的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值，从而提高涂层的致密性。
本发明为进一步加强涂层的致密性，在氧化铝质涂层中，额外加入硅粉作为烧结助剂，涂层的致密性得到进一步提高，涂层强度也有所增加，而在采用双层涂层后，涂层强度则进一步增加；微波烧结是利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生热量，材料的介质损耗使其材料整体加热至烧结温度而实现致密化的方法，因此本发明进一步优选微波烧结的方式，将涂层强度进一步提高。而将粘结剂由聚丙烯酰胺替换为磷酸二氢铝后，涂层强度提高至95MPa，原因在于：磷酸二氢铝在1180℃高温烧结转化为磷酸铝，氧化铝颗粒依靠磷酸铝粘结，因此磷酸铝促进了氧化铝颗粒间的液相烧结，使得氧化铝颗粒间结合紧密，力学性能大幅提高，所以氧化铝涂层在依靠磷酸铝粘结和液相烧结的双重作用下，氧化铝涂层的力学性能大幅提高；此外，本发明还公开了氧化铝+氮化铝+氮化硅质的抗氧化涂层，由氧化铝粉、铝粉和硅粉在氮气气氛中烧结得到，这种涂层的强度达到了93MPa，其中氮化硅具有优异的耐热震性能、抗氧化性能、耐磨损性能和耐蚀性能是做高温涂层的首选材料，而氮化铝能导热性好，强度高，耐热冲击性能优异，能够使涂层与石墨基体结合地更加紧密，避免涂层开裂、脱落的现象。同理，镁铝尖晶石涂层在额外加入铝粉和镁粉作为烧结助剂后，涂层强度有所提高，涂层的致密性得到了提高。
附图说明
图1为实施例3的XRD测试图。
具体实施方式
为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明。
实施例1
一种单层氧化铝质石墨抗氧化涂层，以重量份数计，其制备方法如下：先称取醇酸清漆、聚丙烯酰胺，其中，醇酸清漆作为溶剂使用，其用量与Al2O3粉的重量比优选1：（5-5.5），聚丙烯酰胺与醇酸清漆的用量比优选4:1，其余各实施例也均优选以上用量比；本实施例中，醇酸清漆取172份，聚丙烯酰胺取688份，然后称取60μm -80μmAl2O3粉 400份；40μm -50μmAl2O3粉 50份； 20μm -40μmAl2O3粉 400份；20nm -40nmAl2O3粉 10份并混合均匀，将前述级配的Al2O3粉、聚丙烯酰胺和醇酸清漆混合搅拌均匀，得到混料，然后把混料和石墨板一起放入真空手套箱里 ，在真空手套箱里用混料把石墨板表面涂覆均匀（涂覆厚度一般为0.5~1cm），然后在真空条件下保持20min，再将石墨板从真空手套箱里取出，晾干后放在干燥箱里干燥（优选250℃干燥 2个小时，下同）并冷却至室温后，转移至马弗炉中1750℃烧结2小时，升温速率优选以下方式：第一阶段：室温－700℃，1.5℃/min；第二阶段：700℃－1450℃，5℃/min；第三阶段：1450℃－1750℃，3℃/min；然后自然冷却至室温即可。
实施例1制备的氧化铝涂层的抗冲击强度可以达到70MPa（抗冲击强度采用恒加载压力试验方法测试得到），具有优异的热震稳定性能和抗氧化性，并具有较好的耐腐蚀性和耐高温性，且涂层与石墨基体具有较高的粘结性、不易脱落。
实施例2
一种镁铝尖晶石质石墨抗氧化涂层，其制备方法如下，以重量份数计：先称取172份醇酸清漆、688份聚丙烯酰胺，然后称取60μm -80μm镁铝尖晶石粉 400份；40μm -50μm镁铝尖晶石粉 50份； 20μm -40μm镁铝尖晶石粉 400份；20nm -40nm镁铝尖晶石粉 10份并混合均匀，将前述级配的镁铝尖晶石粉、聚丙烯酰胺和醇酸清漆混合搅拌均匀得到混料，把混料和石墨板一起放入真空手套箱里，在真空手套箱里用混料把石墨板表面涂覆均匀，然后在真空条件下保持20min，将石墨板从真空手套箱里取出，晾干后放在干燥箱里干燥并冷却至室温，然后转移至马弗炉中1450℃烧结2小时，升温速率优选以下方式：第一阶段：室温－700℃，1.5℃/min；第二阶段：700℃－1150℃，5℃/min；第三阶段：1150℃－1450℃，3℃/min；然后自然冷却至室温即可。
实施例2制备的镁铝尖晶石涂层的抗冲击强度为72MPa，显著提高了石墨的抗氧化能力，热震稳定性好、涂层粘结强度高，并改善了石墨的润湿性。
实施例3
一种原位反应烧结制备的氧化铝+硅质石墨抗氧化涂层，在该抗氧化涂层中，氧化铝组分和硅组分均呈现均匀分布的状态，其制备方法如下：先称取240份醇酸清漆、960份聚丙烯酰胺、133份硅粉，然后按比例称取60μm -80μmAl2O3粉 500份；40μm -50μmAl2O3粉 150份；20μm -40μmAl2O3粉 500份；20nm -40nmAl2O3粉 50份并混合均匀，将前述级配的Al2O3粉、硅粉、聚丙烯酰胺和醇酸清漆混合搅拌均匀得到混料把混料和石墨板一起放入真空手套箱里，在真空手套箱里用混料把石墨板表面涂覆均匀，然后在真空条件下保持20min，将石墨板从真空手套箱里取出，晾干后放在干燥箱里干燥并冷却至室温，然后转移至马弗炉中1800℃烧结2小时，升温速率优选以下方式：第一阶段：室温－700℃，1.5℃/min；第二阶段：700℃－1450℃，5℃/min；第三阶段：1450℃－1800℃，3℃/min；然后自然冷却至室温即可；图1为涂层的XRD图，其中（201）和（-1,1,2）是氧化铝的峰，（1,1,1）和（3,1,1）和（2,2,0）是硅的峰。
实施例3制备的氧化铝+硅质涂层采用了前述级配的氧化铝为原料，并添加了硅粉作为烧结助剂，涂层的抗冲击强度增加至75MPa，且具有良好的的耐磨性、耐腐蚀性和隔热性，抗氧化性能有所提高。
实施例4
一种原位反应烧结制备的镁铝尖晶石质石墨抗氧化涂层，其制备方法如下：先称取240份醇酸清漆、960份聚丙烯酰胺、27份铝粉、107份镁粉，然后按比例称取60μm -80μm镁铝尖晶石粉 500份；40μm -50μm镁铝尖晶石粉 150份； 20μm -40μm镁铝尖晶石粉 500份；20nm-40nm镁铝尖晶石粉 50份并混合均匀，将前述级配的镁铝尖晶石细粉、铝粉、镁粉、聚丙烯酰胺和醇酸清漆混合搅拌均匀得到混料，把混料和石墨板一起放入真空手套箱里，在真空手套箱里用混料把石墨板表面涂覆均匀，然后在真空条件下保持20min，将石墨板从真空手套箱里取出，晾干后放在干燥箱里干燥并冷却至室温，然后转移至马弗炉中1750℃烧结2小时，升温速率优选以下方式：第一阶段：室温－700℃，1.5℃/min；第二阶段：700℃－1450℃，5℃/min；第三阶段：1450℃－1750℃，3℃/min；然后自然冷却至室温即可。
实施例4制备的镁铝尖晶石涂层采用了前述级配的镁铝尖晶石粉为原料，并添加了硅粉作为烧结助剂，涂层的抗冲击强度增加至77MPa，制备的镁铝尖晶石涂层与基体具有较高的粘结性，抗氧化性也得到了提高。
实施例5
一种双层石墨抗氧化涂层，抗氧化涂层的内层为氧化铝+硅质，外层为氧化铝质，其制备方法如下：先称取240份醇酸清漆、960份聚丙烯酰胺、133份硅粉，然后按比例称取60μm -80μmAl2O3粉 500份；40μm -50μmAl2O3粉 150份； 20μm -40μmAl2O3粉 500份；20nm -40nmAl2O3粉 50份并混合均匀，将前述级配的Al2O3粉、硅粉、聚丙烯酰胺和醇酸清漆混合搅拌均匀得到混料，把混料和石墨板一起放入真空手套箱里，在真空手套箱里用混料把石墨板表面涂覆均匀，然后抽真空保持20min，将石墨板从真空手套箱里取出，晾干后放在干燥箱里干燥并冷却至室温；再称取240份醇酸清漆、960份聚丙烯酰胺，然后称取60μm -80μmAl2O3粉 500份；40μm -50μmAl2O3粉 150份； 20μm -40μmAl2O3粉 500份；20nm -40nmAl2O3粉 50份，将前述级配的Al2O3粉、聚丙烯酰胺和醇酸清漆混合搅拌均匀得到混料，采用与前述内层同样的涂覆操作均匀的涂覆在上述干燥后的石墨板上，晾干后放在干燥箱里干燥后冷却至室温，转移至马弗炉中1750℃进行烧结2小时，升温速率优选以下方式：第一阶段：室温－700℃，1.5℃/min；第二阶段：700℃－1450℃，5℃/min；第三阶段：1450℃－1750℃，3℃/min；然后自然冷却至室温即可。
实施例5制备的双层氧化铝涂层结构，抗冲击强度为80MPa，与单层氧化铝涂层相比，具有良好的的耐腐蚀性，有效的增加了涂层的抗热震性能。
实施例6
一种微波烧结制备的双层石墨抗氧化涂层，抗氧化涂层的内层为氧化铝+硅质，其中氧化铝组分和硅组分均呈均匀分布的状态，外层为氧化铝质，其制备方法如下：先称取240份醇酸清漆、960份聚丙烯酰胺、133份硅粉，然后按比例称取60μm -80μmAl2O3粉 500份；40μm-50μmAl2O3粉 150份； 20μm -40μmAl2O3粉 500份；20nm -40nmAl2O3粉 50份并混合均匀，将前述级配的Al2O3粉、硅粉、聚丙烯酰胺和醇酸清漆混合搅拌均匀得到混料，把混料和石墨板一起放入真空手套箱里，在真空手套箱里用混料把石墨板表面涂覆均匀，然后抽真空保持20min，将石墨板从真空手套箱里取出，晾干后放在干燥箱里干燥并冷却至室温；再称取240份醇酸清漆、960份聚丙烯酰胺，然后称取60μm -80μmAl2O3粉 500份；40μm -50μmAl2O3粉150份； 20μm -40μmAl2O3粉 500份；20nm -40nmAl2O3粉 50份，将前述级配的Al2O3粉、聚丙烯酰胺和醇酸清漆混合搅拌均匀得到混料，采用与前述内层同样的涂覆操作均匀的涂覆在上述干燥后的石墨板上，晾干后放在干燥箱里干燥后冷却至室温，转移至微波烧结炉中1450℃烧结2小时，然后自然冷却至室温即可。
实施例6制备的双层氧化铝涂层，利用微波烧结制备的氧化铝涂层结构更加致密，烧结时间明显降低，得到的氧化铝涂层的强度可以达到85MPa，具有较高的强度和优异的抗氧化性，氧化铝涂层和基体结合的更加紧密。
实施例7
一种双层石墨抗氧化涂层，抗氧化涂层的内层为氧化铝+硅质，其中氧化铝组分和硅组分均呈均匀分布的状态，外层为氧化铝质，其制备方法如下：先称取172份醇酸清漆、688份磷酸二氢铝、96份硅粉，然后按比例称取称取60μm -80μmAl2O3粉 400份；40μm -50μmAl2O3粉 50份； 20μm -40μmAl2O3粉 400份；20nm -40nmAl2O3粉 10份并混合均匀，将前述级配的Al2O3粉、硅粉、磷酸二氢铝和醇酸清漆混合搅拌均匀得到混料，把混料和石墨板一起放入真空手套箱里，在真空手套箱里将混料把石墨板表面涂覆均匀，然后抽真空保持20min，将石墨板从真空手套箱里取出，晾干后放在干燥箱里干燥并冷却至室温；再称取172份醇酸清漆、688份磷酸二氢铝，然后称取60μm -80μmAl2O3粉 400份；40μm -50μmAl2O3粉 50份； 20μm -40μmAl2O3粉 400份；20nm -40nmAl2O3粉 10份并混合均匀，将前述级配的Al2O3粉、磷酸二氢铝和醇酸清漆混合搅拌均匀得到混料，采用与前述内层同样的涂覆操作均匀的涂覆在上述干燥后的石墨板上，晾干后放在干燥箱里干燥后冷却至室温。然后将涂覆的石墨板放在马弗炉中进行1750℃烧结，保温2小时，升温速率优选以下方式：第一阶段：室温－700℃，1.5℃/min；第二阶段：700℃－1450℃，5℃/min；第三阶段：1450℃－1750℃，3℃/min；然后自然冷却至室温即可。
实施例7制备的双层氧化铝涂层，抗冲击强度达到95MPa，涂层与石墨基体之间的粘结性好，磷酸二氢铝的加入提高了氧化铝涂层的强度，赋予其优异的抗氧化性能和耐腐蚀性。
实施例8
一种氧化铝+氮化铝+氮化硅质石墨抗氧化涂层，且氧化铝组分、氮化铝组分和氮化硅组分均呈均匀分布的状态，其制备方法如下：先称取187份醇酸清漆、749份聚丙烯酰胺、23份铝粉、92份硅粉，然后按比例称取60μm -80μmAl2O3粉 450份；40μm -50μmAl2O3粉 100份；20μm -40μmAl2O3粉 450份；20nm -40nmAl2O3粉 30份，将前述级配的Al2O3粉，将前述级配的Al2O3细粉、硅粉、铝粉、聚丙烯酰胺和醇酸清漆混合搅拌均匀得到混料，把混料和石墨板一起放入真空手套箱里，在真空手套箱里用混料把石墨板表面涂覆均匀，然后抽真空保持20min，将石墨板从真空手套箱里取出，晾干后放在干燥箱里干燥并冷却至室温，转移至氮化炉中进行1750℃烧结保温2小时，升温速率优选以下方式：第一阶段：室温－700℃，1.5℃/min；第二阶段：700℃－1450℃，5℃/min；第三阶段：1450℃－1750℃，3℃/min；然后自然冷却至室温即可。
实施例8制备的抗氧化涂层含有多种组分，涂层的抗冲击强度高达93MPa，具有优异的耐高温性能、耐腐蚀性能、抗氧化性能和热震稳定性。
最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种石墨抗氧化涂层，所述抗氧化涂层为单层氧化铝质，其特征在于，所述单层氧化铝质抗氧化涂层由级配氧化铝粉、粘结剂和溶剂混匀涂布于石墨基体表面然后烧结制成，所述级配氧化铝粉的粒度级配如下，以重量份数计：60μm -80μm 400份-500份；40μm -50μm50份-150份； 20μm -40μm 400份-500份；20nm -40nm 10份-50份。
2.一种石墨抗氧化涂层，其特征在于，所述抗氧化涂层为单层氧化铝+硅质，且氧化铝组分和硅组分均呈均匀分布的状态，所述单层氧化铝+硅质抗氧化涂层由级配氧化铝粉、硅粉、粘结剂和溶剂混匀涂布于石墨基体表面然后烧结制成，所述级配氧化铝粉的粒度级配如下，以重量份数计： 60μm -80μm 400份-500份；40μm -50μm 50份-150份； 20μm -40μm400份-500份；20nm -40nm 10份-50份。
3.一种石墨抗氧化涂层，其特征在于，所述抗氧化涂层为双层，抗氧化涂层的内层为氧化铝+硅质，且氧化铝组分和硅组分均呈均匀分布的状态，抗氧化涂层的外层为氧化铝质，其中内层氧化铝+硅质抗氧化涂层由级配氧化铝粉、硅粉、粘结剂和溶剂混匀涂布于石墨基体表面然后烧结制成；外层氧化铝质抗氧化涂层由级配氧化铝粉、粘结剂和溶剂混匀涂布于内层表面然后烧结制成，所述级配氧化铝粉的粒度级配如下，以重量份数计：60μm -80μm400份-500份；40μm -50μm 50份-150份； 20μm -40μm 400份-500份；20nm -40nm 10份-50份。
4.根据权利要求2或3所述的石墨抗氧化涂层，其特征在于，以重量比计，同一涂层中硅粉的用量与级配氧化铝粉的用量比为1:9。
5.一种石墨抗氧化涂层，其特征在于，所述抗氧化涂层为单层氧化铝+氮化铝+氮化硅质，且氧化铝组分、氮化铝组分和氮化硅组分均呈均匀分布的状态，所述抗氧化涂层由级配氧化铝粉、铝粉、硅粉、粘结剂和溶剂混匀涂布于石墨基体表面然后于氮气气氛中烧结制成，所述级配氧化铝粉的粒度级配如下，以重量份数计： 60μm -80μm 400份-500份；40μm -50μm 50份-150份； 20μm -40μm 400份-500份；20nm -40nm 10份-50份。
6.根据权利要求5所述的石墨抗氧化涂层，其特征在于，以重量比计，所述铝粉的用量、硅粉的用量与级配氧化铝粉的用量比为1:4:45。
7.一种石墨抗氧化涂层，其特征在于，所述抗氧化涂层为单层镁铝尖晶石质，所述单层镁铝尖晶石质抗氧化涂层由级配镁铝尖晶石粉、粘结剂和溶剂混匀涂布于石墨基体表面然后烧结制成，或所述单层镁铝尖晶石质抗氧化涂层由级配镁铝尖晶石粉、粘结剂、溶剂、铝粉和镁粉混匀涂布于石墨基体表面然后烧结制成；所述级配镁铝尖晶石粉的粒度级配如下，以重量份数计： 60μm -80μm 400份-500份；40μm -50μm 50份-150份； 20μm -40μm 400份-500份；20nm -40nm 10份-50份。
8.根据权利要求7所述的石墨抗氧化涂层，其特征在于，以重量比计，所述铝粉的用量、镁粉的用量与级配镁铝尖晶石粉的用量比为1:4:45。
9.根据权利要求1、2、3、5和7任一项所述的石墨抗氧化涂层，其特征在于，所述粘结剂为聚丙烯酰胺或磷酸二氢铝。
10.根据权利要求1、2、3、5和7任一项所述的石墨抗氧化涂层，其特征在于，所述烧结为以下两种方式中的任意一种：（1）于马弗炉内1450~1800℃烧结1.5~2.5小时；（2）1400~1500℃微波烧结1.5~2.5小时。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111440010A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-07-24 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 一种带有氧化铝涂层的高纯石墨工具及其制备方法和用途 |
| CN113817346A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-21 | 烟台佳隆纳米产业有限公司 | 延长石墨模具使用寿命的保护剂及其制备方法、使用方法 |
| CN114478068A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-13 | 江西宁和达新材料有限公司 | 一种高温抗氧化石墨制品及其制备方法 |
| CN116375503A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-07-04 | 河南省锋泽新材料有限公司 | 一种复合陶瓷支撑板 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5973473A (ja) * | 1982-10-19 | 1984-04-25 | 品川白煉瓦株式会社 | コ−クス炉ドア−用コ−テイング材 |
| CN1223984A (zh) * | 1998-12-21 | 1999-07-28 | 冶金工业部钢铁研究总院 | 一种用于电炉炼钢吹氧管外壁的高温陶瓷压涂涂料 |
| CN101052251A (zh) * | 2007-04-12 | 2007-10-10 | 王玉凡 | 提高电弧炼钢用石墨电极性能的浸渍型抗氧化剂 |
| CN101343752A (zh) * | 2008-08-15 | 2009-01-14 | 昆明理工大学 | 涂覆高温抗氧化陶瓷涂料的石墨电极及其制备方法 |
| CN103253948A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-08-21 | 德清县力拓炉料有限公司 | 一种冶金中频炉用干式捣打料的制备方法 |
| CN103642284A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-03-19 | 江西恒大高新技术股份有限公司 | 一种高温石墨电极抗氧化高温涂料 |
| CN106892642A (zh) * | 2015-12-17 | 2017-06-27 | 高伟 | 一种阳极炭块抗氧化涂层 |
| CN107686380A (zh) * | 2017-08-22 | 2018-02-13 | 东北大学 | 一种铝熔体净化用石墨转子防氧化涂层的制备方法 |
-
2018
- 2018-04-20 CN CN201810357553.0A patent/CN108456005B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5973473A (ja) * | 1982-10-19 | 1984-04-25 | 品川白煉瓦株式会社 | コ−クス炉ドア−用コ−テイング材 |
| CN1223984A (zh) * | 1998-12-21 | 1999-07-28 | 冶金工业部钢铁研究总院 | 一种用于电炉炼钢吹氧管外壁的高温陶瓷压涂涂料 |
| CN101052251A (zh) * | 2007-04-12 | 2007-10-10 | 王玉凡 | 提高电弧炼钢用石墨电极性能的浸渍型抗氧化剂 |
| CN101343752A (zh) * | 2008-08-15 | 2009-01-14 | 昆明理工大学 | 涂覆高温抗氧化陶瓷涂料的石墨电极及其制备方法 |
| CN103253948A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-08-21 | 德清县力拓炉料有限公司 | 一种冶金中频炉用干式捣打料的制备方法 |
| CN103642284A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-03-19 | 江西恒大高新技术股份有限公司 | 一种高温石墨电极抗氧化高温涂料 |
| CN106892642A (zh) * | 2015-12-17 | 2017-06-27 | 高伟 | 一种阳极炭块抗氧化涂层 |
| CN107686380A (zh) * | 2017-08-22 | 2018-02-13 | 东北大学 | 一种铝熔体净化用石墨转子防氧化涂层的制备方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111440010A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-07-24 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 一种带有氧化铝涂层的高纯石墨工具及其制备方法和用途 |
| CN113817346A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-21 | 烟台佳隆纳米产业有限公司 | 延长石墨模具使用寿命的保护剂及其制备方法、使用方法 |
| CN114478068A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-13 | 江西宁和达新材料有限公司 | 一种高温抗氧化石墨制品及其制备方法 |
| CN116375503A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-07-04 | 河南省锋泽新材料有限公司 | 一种复合陶瓷支撑板 |
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